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龙图腾网获悉西安空间无线电技术研究所申请的专利一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120046458B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411906373.5，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法是由彭文灿;高宇腾;李财品;游冬;吴涛;李升远;雷红文;刘娇;薛瑞航设计研发完成，并于2024-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法：步骤1，根据涡旋波束张角和圆形阵列半径的拟合统计公式确定初始阵列构型参数，初始阵列构型参数包括圆环阵列中每一圈的半径和阵元个数；步骤2，建立基于HFSS全波仿真数据的待优化目标函数；步骤3，采用IWO‑PSO优化算法优化基于HFSS全波仿真数据的目标函数；步骤4，设定IWO‑PSO优化算法的收敛条件，重复步骤1到3，直至满足收敛条件，此时认为得到最优的阵列构型，输出最优电磁涡旋波波束。本发明建立基于HFSSCST全波仿真数据的目标函数，通过优化算法和HFSSCST多次迭代实现了多模态低旁瓣同指向的涡旋波束，突破了电磁涡旋波多模态低旁瓣同指向的涡旋波束生成难题，具有很高的实用价值。

本发明授权一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于全波仿真的多模态电磁涡旋波阵列优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤1，根据涡旋波束张角和圆形阵列半径的拟合统计公式确定初始阵列构型参数，初始阵列构型参数包括圆环阵列中每一圈的半径和阵元个数； 步骤2，建立基于HFSS全波仿真数据的待优化目标函数，包括如下步骤： 步骤21，根据步骤1的圆环阵列的初始阵列构型参数，在HFSS中自动优化搭建对应的多层圆环阵列构型，仿真得到OAM波束远场方向图，读取OAM波束的主瓣指向角度、半功率波束宽度HPBW以及最大旁瓣电平； 步骤22，基于HFSS全波仿真数据建立待优化目标函数； 步骤3，采用IWO-PSO优化算法优化基于HFSS全波仿真数据的目标函数；具体包括如下子步骤： 步骤31，设定IWO-PSO参数，随机初始化种群，其中，P为最大种群数，i表示种群中个体的序号；表示第i个个体的第一圈的半径值，表示第i个个体的第一圈的阵元数，表示第i个个体的第一圈的馈电幅值，M表示圈数； 步骤32，采用步骤2建立的基于HFSS全波仿真数据的待优化目标函数，计算当前迭代次数中的适应度值，将各适应度值从大到小排列，得到全局最优解及最大适应度值和最小适应度值； 步骤33，根据粒子群算法更新杂草的移动速度与位置，形成新的杂草种群；具体过程表示如下： 其中，和分别表示第代时第个粒子中第个阵元的搜索速度和位置；表示当前时刻粒子本身所找到的最优解；是惯性权因子；和是学习因子，为1；和为0到1之间均匀分布的随机数； 步骤34，生长繁殖，杂草种群中各个杂草所产生的种子个数为： 其中，为当前杂草的适应度值；和分别为当前种群中杂草对应的最大和最小适应度值；和分别为一个杂草所能产生的最大和最小种子个数； 步骤35，空间扩散，杂草产生的种子按照均值为0、标准差为的正态分布分散在杂草的周围；随着进化代数的增加，标准差按照下式改变： 式中，为当前的进化代数；为最大进化代数；为当前标准差；和分别为标准差的初始值和最终值；为非线性调和因子； 步骤36，竞争性生存准则，将所有种子的适应度值从大到小排列并长成新的杂草，选择前P个杂草作为新的种群，淘汰超过最大种群数目P的杂草； 步骤4，设定IWO-PSO优化算法的收敛条件，重复步骤1到步骤3，直至满足收敛条件，此时认为得到最优的阵列构型，输出最优电磁涡旋波波束； 其中，当各模态的旁瓣电平和主瓣指向误差同时满足如下条件时，IWO-PSO优化算法收敛，循环结束； 。

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